(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関室に配置されたエンジンと、
選択還元触媒を含む触媒部を有し、前記エンジンの排気ガスを処理するＳＣＲシステムと、を備え、
前記ＳＣＲシステムの少なくとも前記触媒部は、舵機室内に配置されていることを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記エンジンは、舶用低速ディーゼルエンジンであって、ターボチャージャを有しており、
前記ＳＣＲシステムは、前記排気ガスの流路において前記ターボチャージャの上流側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の船舶。
【請求項３】
前記触媒部は、前記舵機室の床面を構成するデッキ上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の船舶。
【請求項４】
前記舵機室内において底面と天井面との間には、中間デッキが設けられ、
前記触媒部は、前記中間デッキ上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の船舶。
【請求項５】
前記ＳＣＲシステムは、
前記排気ガスに還元剤を供給するための還元剤供給部と、
前記排気ガス及び前記還元剤を混合するための混合部と、を有しており、
前記還元剤供給部及び前記混合部は、前記舵機室に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載の船舶。
【請求項６】
前記舵機室は、前記機関室に隣接する非防爆エリアであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の船舶では、下記の特許文献１に示すように、例えば船体の船尾側に機関室が画設され、この機関室に主機（メインエンジン）等のエンジンが配置されている。このような船舶においては、近年、例えばエンジンの排気ガス（以下、単に「排気ガス」ともいう）の規制が益々厳しくなっていることから、当該排気ガスを処理するＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction：選択触媒還元）システムの装備が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５５５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＳＣＲシステムは、排気ガスを比較的高い温度状態で処理する等のため、エンジン近傍に配置されることが好ましい。そのため、上述したような船舶では、通常、ＳＣＲシステムが機関室内に配置される。しかしこの場合、一般的に、機関室は空いたスペースが少ない反面、ＳＣＲシステムにはかなりの容積を必要とするため、ＳＣＲシステムを配置するのが容易ではない。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ＳＣＲシステムを容易に配置することができる船舶を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る船舶は、機関室に配置されたエンジンと、選択還元触媒を含む触媒部を有し、エンジンの排気ガスを処理するＳＣＲシステムと、を備え、ＳＣＲシステムの少なくとも触媒部は、舵機室に配置されていることを特徴とする。
【０００７】
この本発明の船舶では、スペースに比較的余裕のある舵機室にＳＣＲシステムの少なくとも触媒部を配置することにより、ＳＣＲシステムの配置上の制約を少なくすることができ、その結果、ＳＣＲシステムを容易に配置することが可能となる。
【０００８】
また、エンジンは、舶用低速ディーゼルエンジンであって、ターボチャージャを有しており、ＳＣＲシステムは、排気ガスの流路においてターボチャージャの上流側に設けられていることが好ましい。ターボチャージャの下流側にＳＣＲシステムを設けると、当該ターボチャージャにより排気ガスのエネルギが低下して排気ガス温度が低下するため、触媒部での温度が低下することが見出される。よって、エンジンが舶用低速ディーゼルエンジンの場合、その排気ガス温度が比較的低いことから、触媒部の温度が反応に好適な所定の反応温度まで達せずに排気ガスを十分に処理できないことが懸念される。この点、本発明では、上述したように、エンジンが舶用低速ディーゼルエンジンの場合にＳＣＲシステムを排気ガスの流路のターボチャージャ上流側に設けることにより、ターボチャージャで排気ガス温度が低下し触媒部の温度が所定の反応温度に達しなくなるのを抑制できる。すなわち、本発明によれば、エンジンが舶用低速ディーゼルエンジンであってもＳＣＲシステムを好適に作動させて排気ガスの処理を確実に行いつつ、ＳＣＲシステムを容易に配置することが可能となる。
【０００９】
また、触媒部は、舵機室の床面を構成するデッキ上に配置されていることが好ましい。これにより、例えば舵機室の床面側のスペースに比較的余裕がある場合に、舵機室内の空間を有効に利用してＳＣＲシステムを配置することができる。
【００１０】
また、舵機室内において底面と天井面との間には、中間デッキが設けられ、触媒部は、中間デッキ上に配置されていることが好ましい。これにより、例えば舵機室の上方側のスペースに比較的余裕がある場合に、舵機室内の空間を有効に利用してＳＣＲシステムを配置することができる。
【００１１】
また、ＳＣＲシステムは、排気ガスに還元剤を供給するための還元剤供給部と、排気ガス及び還元剤を混合するための混合部と、を有しており、還元剤供給部及び混合部は、舵機室に配置されていることが好ましい。この場合、ＳＣＲシステムの配置上の問題を一層低減することができ、ＳＣＲシステムを一層容易に配置することが可能となる。
【００１２】
また、舵機室は、機関室に隣接する非防爆エリアであることが好ましい。この場合、舵機室が機関室に隣接することから、これらの間を連通する配管等の取り回しが容易となると共に、非防爆エリアの舵機室では防爆上の制約が少なくなるため、ＳＣＲシステムを一層容易に配置することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＳＣＲシステムを容易に配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る船舶の船尾側を示す概略側面図である。
【図２】ＳＣＲシステムを示す概略拡大側面図である。
【図３】（ａ）は機関室及び舵機室間の隔壁を示す拡大側断面図、（ｂ）は機関室及び舵機室間における隔壁の変形例を示す拡大側断面図である。
【図４】（ａ）はＳＣＲシステムの変形例を示す概略拡大側面図、（ｂ）はＳＣＲシステムの他の変形例を示す概略拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、「前」「後」「左」「右」「上」「下」の語は、船体の前後方向、左右（幅）方向及び上下方向にそれぞれ対応したものである。
【００１６】
図１は本発明の一実施形態に係る船舶の船尾側を示す概略側面図、図２はＳＣＲシステムを示す概略拡大側面図である。図１，２に示すように、本実施形態の船舶１は、例えばタンカー等の肥大船であり、その船体２の船尾側に画設された機関室３及び舵機室４を少なくとも具備している。
【００１７】
機関室３は、メインエンジン（エンジン）３１を少なくとも設置する区画である。この機関室３の天井面は、上甲板１１で構成されている。一方、機関室３の床面側は、船体１０の外殻を形成する外板１２と、この外板１２の船体内側に水密に設けられた内板１３とによって二重船床構造（ダブルハル構造）で構成されている。なお、機関室３の床面側の一部は、三重船床構造（トリプルハル構造）で構成される場合もある。
【００１８】
メインエンジン３１は、プロペラシャフト等の推進器１４を駆動するものであり、ここでは、例えば回転数が毎分２００ｒｐｍ／ｍｉｎ以下の舶用低速ディーゼルエンジンが採用されている。このメインエンジン３１は、ターボチャージャ３２を有している。ターボチャージャ３２は、排気ガスのエネルギー（運動エネルギ及び熱エネルギ）を利用してタービンを回転させ、その回転力により圧縮空気をメインエンジン３１に送り込む過給器である。ターボチャージャ３２は、メインエンジン３１の排気ガス流路Ｅ上に設けられており、導入された排気ガスを煙突等（不図示）を介して外部へ排気する。
【００１９】
舵機室４は、例えば遠隔制御により操舵可能な操舵装置１５を設置する区画である。この舵機室４は、機関室３の後方側に隔壁Ｋを介して隣接しており、船体１０の後端上部を形成する。舵機室４の天井面は、上甲板１１で構成されている。また、舵機室４は、非防爆エリアであって、危険区域に適応するような防爆構造や防爆配置等の制約が課されない空間となっている。
【００２０】
ここで、本実施形態の船舶１は、メインエンジン３１の排気ガスを処理するＳＣＲシステム５を備えている。ここでのＳＣＲシステム５は、還元剤として尿素を用いた選択触媒還元法（例えば、下式（１）〜（５）参照）により、排気ガス温度が比較的高い状態で排気ガスに含まれるＮＯｘを無害化し、当該ＮＯｘの８０％以上を除去する。
4NO＋4NH3＋O2＝4N2＋6H2O（Major SCR反応）  …（１）
6NO2＋8NH3＝7N2＋12H2O（Minor SCR反応）  …（２）
NO＋NO2＋2NH3＝2N2＋3H2O（Fast SCR反応）  …（３）
(NH2)2CO＝NH3＋HCNO  …（４）
HCNO＋H2O＝NH3＋CO2  …（５）
【００２１】
このＳＣＲシステム５は、排気ガス流路Ｅにおいてターボチャージャ３２の上流側に設けられている。つまり、ＳＣＲシステム５は、メインエンジン３１から導出されターボチャージャ３２に戻る排気ガスの配管５１上に装備されている。また、ＳＣＲシステム５は、舵機室４内において床面を構成するデッキ４１上にいわゆる横置きで配設されており、触媒部５２と還元剤供給部５３と混合部５４とを備えている。
【００２２】
触媒部５２は、例えばハニカム構造を有するＳＣＲ触媒（選択還元触媒）を含んで構成されており、選択触媒還元反応を生じさせて排気ガスを処理する。触媒部５２による反応では、触媒部５２の温度を所定の反応温度以上にすることが要され、２８０℃以上にすることが好ましく、３００℃以上にすることがより好ましい。この触媒部５２は、長尺状の筒状外形を呈しており、その長手方向を水平方向にしてデッキ４１上に配置されている。なお、ここでの触媒部５２では、ＳＣＲ触媒がカセット式とされており、当該ＳＣＲ触媒が容易に変換可能となっている。
【００２３】
還元剤供給部５３は、排気ガスに還元剤を供給するためものである。還元剤供給部５３では、タンク５３ａに還元剤が格納されており、例えば配管５１を流通する排気ガスの流量に応じて電磁弁５３ｂが開閉されることで、当該排気ガスへタンク５３ａから適量の還元剤が流入される。還元剤供給部５３は、配管５１上において触媒部５２の上流側に配置されている。
【００２４】
混合部５４は、排気ガス及び還元剤を混合するためのものである。混合部５４は、配管５１に沿った形状で所定長延在する空間として設けられており、配管５１上において触媒部５２と還元剤供給部５３との間に配置されている。
【００２５】
図３は、機関室及び舵機室間の隔壁を示す拡大側断面図である。図３（ａ）に示すように、機関室３及び舵機室４は、上下方向及び左右方向に延在する壁部としての隔壁Ｋによって前後に仕切られて成り、この隔壁Ｋには、配管５１の径よりも大きい貫通孔Ｋａが形成されている。また、隔壁Ｋの貫通孔Ｋａ周縁には、短管Ｋｂが形成されている。
【００２６】
そして、配管５１が貫通孔Ｋａを介して隔壁Ｋを貫通しており、これにより、機関室３及び舵機室４の間に配管５１が排気ガス流路Ｅとして連通されている。なお、短管Ｋｂ及び配管５１の間における配管５１の周囲は断熱材Ｋｃにより覆われており、これにより、排気ガス温度の低下が抑制されていると共に安全性が向上されている。
【００２７】
或いは、図３（ｂ）に示すように、隔壁Ｋの貫通孔Ｋａを排気ガス流路Ｅとして利用することもできる。具体的には、短管Ｋｂの前端及び後端に配管５１を気密に連結することにより、配管５１及び短管Ｋｂを排気ガス流路Ｅとして構成することもできる。なお、この場合、短管Ｋｂと配管５１との周囲が断熱材Ｋｃにより覆われる。
【００２８】
以上、本実施形態では、例えば排気ガスのＮＯｘ３次規制の有力な対応策としてＳＣＲシステム５が装備されており、これにより、排気ガスを十分に処理して無害化することができる。そして、本実施形態では、このＳＣＲシステム５において相当程度以上に容積を必要とする触媒部５２が、スペースに比較的余裕のある舵機室４に配置されている。従って、ＳＣＲシステム５の配置上の制約を少なくすることができ、ＳＣＲシステム５を容易に配置することが可能となる。
【００２９】
ここで、ターボチャージャ３２の下流側にＳＣＲシステム５を設けると、当該ターボチャージャ３２により排気ガスのエネルギが低下して排気ガス温度が低下するため、触媒部５２の温度が低下することがある。よってこの場合、メインエンジン３１が舶用低速ディーゼルエンジンであると、舶用中速又は高速ディーゼルエンジンの場合に比べて排気ガス温度が低く、触媒部５２の温度が所定の反応温度まで達せずにＳＣＲシステム５で排気ガスが十分に処理できないことが懸念される。
【００３０】
この点、本実施形態では、上述したように、ＳＣＲシステム５が排気ガス流路Ｅのターボチャージャ３２上流側に設けられているため、ターボチャージャ３２で排気ガス温度が低下し触媒部５２の温度が所定の反応温度に達しなくなるのを抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、メインエンジン３１が舶用低速ディーゼルエンジンであってもＳＣＲシステム５を好適に作動させて排気ガスの処理を確実に実行させつつ、ＳＣＲシステム５を容易に配置することが可能となる。
【００３１】
なお、メインエンジン３１が舶用中速又は高速ディーゼルエンジンであると、排気ガス温度が高いことからターボチャージャ３２の下流側にＳＣＲシステム５を配置できるため、ＳＣＲシステム５をターボチャージャ３２後段の煙突内等に配置すれば足り、ＳＣＲシステム５の配置上の制約が少ない。従って、ＳＣＲシステム５を容易に配置できるという上記作用効果は、本実施形態のようにメインエンジン３１を舶用低速ディーゼルエンジンとした場合に、その技術的意義が特に高いといえる。
【００３２】
また、本実施形態では、上述したように、ＳＣＲシステム５（特に、触媒部５２）が舵機室４の床面を構成するデッキ４１上に配置されている。よって、例えば舵機室４の床面側のスペースに比較的余裕がある場合にて、舵機室４内の空間を有効に利用してＳＣＲシステム５を配置することができる。
【００３３】
また、本実施形態のＳＣＲシステム５では、上述したように、触媒部５２だけでなく還元剤供給部５３及び混合部５４についても舵機室４に配置されていることから、ＳＣＲシステム５の配置上の制約を一層少なくすることができ、ＳＣＲシステム５を一層容易に配置することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態では、上述したように、舵機室４が機関室３に隣接していることから、これらの間を連通する配管５１等の取り回しが容易となり、ＳＣＲシステム５を一層容易に配置することが可能となる。さらに、舵機室４が非防爆エリアであることから、舵機室４では防爆上の制約が課せられることが無く、その結果、舵機室４内へのＳＣＲシステム５の配置が一層容易となる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００３６】
図４は、ＳＣＲシステムの変形例を示す概略拡大側面図である。例えば図４（ａ）に示すように、舵機室４内において上下方向の中間位置（底面と天井面との間）に水平方向に沿って延びる中間デッキ４２が設けられており、この中間デッキ４２上に、ＳＣＲシステム５（特に、触媒部５２）が配置されていてもよい。これにより、例えば舵機室の上方側のスペースに比較的余裕がある場合に、舵機室４内の空間を有効に利用してＳＣＲシステム５を配置することができる。
【００３７】
また、例えば図４（ｂ）に示すように、舵機室４内の他の機器との配置関係等に応じて、ＳＣＲシステム５がいわゆる縦置きで配設されていてもよい。この場合の触媒部５２は、その長手方向を上下方向にして配置される。なお、ＳＣＲシステム５の具体的構成は上記に限定されず、例えば、触媒部５２をその長手方向を上下方向（水平方向）に対する傾斜方向にして配置することもできる。
【００３８】
また、上記実施形態では、船舶１を肥大船とした例について説明したが、本発明はあらゆる船舶に適用することができる。また、上記実施形態では、エンジンとしてメインエンジン３１を対象としたが、機関室３内の他のエンジンを対象にしてもよい。ちなみに、本発明のＳＣＲシステムとしては、例えばその仕様や製造メーカが限定されるものではなく、種々の製品を適用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…船舶、３…機関室、４…舵機室、５…ＳＣＲシステム、３１…メインエンジン（エンジン）、３２…ターボチャージャ、４１…デッキ、４２…中間デッキ、５２…触媒部、５３…還元剤供給部、５４…混合部、Ｅ…排気ガス流路（排気ガスの流路）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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